Chuẩn bị Một thanh cứng hình trụ hai đầu thanh được gắn vào hai ổ trục để thanh có thể xoay dễ dàng quanh trục của nó

Giải Vật Lí 11 Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng - Kết nối tri thức

Hoạt động trang 26 Vật Lí 11:

Thí nghiệm

Chuẩn bị:

- Một thanh cứng hình trụ hai đầu thanh được gắn vào hai ổ trục để thanh có thể xoay dễ dàng quanh trục của nó.

- Một con lắc điều khiển Đ, ba con lắc thử 1, 2 và 3 được treo vào thanh cứng hình trụ.

- Bố trí thí nghiệm như Hình 6.3.

Tiến hành:

- Hãy dự đoán xem, trong thí nghiệm Hình 6.3, nếu con lắc điều khiển Đ được kéo sang một bên theo phương vuông góc với thanh rồi thả ra cho dao động thì các con lắc khác có dao động không? Con lắc nào dao động mạnh nhất? Tại sao?

- Làm thí nghiệm để kiểm tra.

Nhận xét:

So sánh kết quả quan sát được với dự đoán.

Lời giải:

Khi con lắc điều khiển Đ được kéo sang một bên theo phương vuông góc với thanh rồi thả cho dao động thì các con lắc 1, 2, 3 cũng dao động theo với tần số giống nhau, biên độ khác nhau. Vì:

- Con lắc 1, 2, 3 đang dao động cưỡng bức (thông qua con lắc điều khiển Đ) nên tần số của cả 3 con lắc này bằng nhau và bằng tần số dao động của con lắc điều khiển Đ.

- Biên độ của 3 con lắc trên khác nhau là do biên độ của dao động cưỡng bức không chỉ phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức mà còn phụ thuộc vào độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ dao động. Khi tần số của lực cưỡng bức càng gần tần số riêng thì biên độ dao động của hệ càng lớn.

Ta đã biết tần số của con lắc đơn: $f=\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{g}{\mathcal{l}}}$ nên chiều dài càng lớn thì tần số riêng càng nhỏ, khi đó độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số riêng của hệ càng lớn dẫn đến biên độ dao động của hệ càng nhỏ.

Nhìn vào thí nghiệm ta thấy con lắc thử thứ 3 có chiều dài lớn nhất nên tần số riêng của con lắc này là nhỏ nhất, độ chênh lệch tần số lớn nhất nên biên độ dao động nhỏ nhất, ngược lại con lắc thử thứ 1 sẽ có biên độ dao động lớn nhất.

Lời giải bài tập Vật lí 11 Bài 6: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức. Hiện tượng cộng hưởng hay khác:

• Khởi động trang 24 Vật Lí 11: Một em bé đang chơi xích đu trong sân. Tại sao để xích đu tiếp tục dao động, người mẹ thỉnh thoảng lại đẩy nhẹ vào ghế xích đu? ....

• Câu hỏi trang 24 Vật Lí 11: Hãy giải thích tại sao dao động của em bé chơi xích đu trong ví dụ ở đầu bài lại tắt dần nếu không có người mẹ thỉnh thoảng đẩy nhẹ vào em bé ....

• Hoạt động trang 24 Vật Lí 11: Chuẩn bị: Con lắc có quả nặng gắn bút dạ; tấm nhựa để ghi đồ thị của dao động ....

• Câu hỏi trang 25 Vật Lí 11: Hãy tìm trong thực tế ví dụ về dao động tắt dần và cho biết trong mỗi trường hợp thì dao động tắt dần là có lợi hay có hại ....

• Câu hỏi trang 25 Vật Lí 11: Tìm thêm ví dụ về dao động cưỡng bức ....

• Câu hỏi 1 trang 27 Vật Lí 11: Đánh giá được sự có lợi hay có hại của cộng hưởng trong các ví dụ nêu trên. ....

• Câu hỏi 2 trang 27 Vật Lí 11: Một con lắc dao động tắt dần. Cứ sau mỗi chu kì, biên độ giảm 3% ....

• Câu hỏi 3 trang 27 Vật Lí 11: Một con lắc dài 44 cm được treo vào trần của một toa xe lửa ....

• Em có thể trang 27 Vật Lí 11: Lấy được ví dụ thực tế về dao động tắt dần, dao động cưỡng bức và hiện tượng cộng hưởng ....

• Em có thể trang 27 Vật Lí 11: Nhận biết được sự có lợi hay có hại của cộng hưởng và vận dụng nó vào cuộc sống ....